[發明專利]一種無酚覆膜砂及其生產方法

無效

• 申請號: 200810052614.9
• 申請日: 2008-04-03
• 公開（公告）號: CN101249545A
• 公開（公告）日: 2008-08-27
• 發明（設計）人: 時偉;錢進
• 申請（專利權）人: 天津市雅步新技術有限公司
• 主分類號: B22C1/10
• 分類號: B22C1/10;C08L61/06;C08K5/17;C08K5/098;C08K3/34
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(一)技術領域：

本發明涉及造型材料及其生產方法，尤其是一種無酚覆膜砂及其生產方法。

(二)背景技術：

目前，在造型、制芯前砂粒表面上已覆蓋有一層固態樹脂膜的型砂，也稱殼型砂或芯砂。它最早是一種熱固性樹脂砂，由德國克寧博士于1944年發明。其工藝過程是將粉狀的熱固性酚醛樹脂與原砂機械混合，加熱時固化。現已發展成用熱塑酚醛樹脂加潛伏性固化劑如烏洛托品與潤滑劑如硬脂酸鈣通過一定的覆膜工藝配制成覆膜砂，覆膜砂受熱時包覆在砂粒表面的樹脂熔融，在烏洛托品分解出的亞甲基的作用下，熔融的樹脂由線性結構迅速轉變成不熔融的體型結構，從而使覆膜砂固化而成。覆膜砂最重要的性能是強度，為獲取高強度的覆膜砂，一般通過增加樹脂量來實現。但是增加樹脂量，不但增加了覆膜砂生產成本，而且覆膜砂中的酚醛樹脂含有少量有害的游離酚，這些酚在覆膜砂生產和使用過程中，由于受熱會揮發出來，產生煙氣，危害工人健康。以往在覆膜砂制芯或造型過程中，為了加快覆膜砂中酚醛樹脂與烏洛托品的交聯反應，盡快固化，提高生產效率，在生產覆膜砂時往往添加一些酸性物質作為助劑。此類物質多為有機酸類，如：水楊酸、苯甲酸、鄰苯二甲酸等。但是它們的加入會使覆膜砂的熔點降低，從而使覆膜砂在熱芯盒中的流動性受到影響。特別是有些有機酸加入后還增加了煙氣的產生。

(三)發明內容：

本發明的發明目的在于發明一種無酚覆膜砂及其生產方法，通過在生產覆膜砂過程中加入一種能與樹脂中的游離酚結合并且能提高覆膜砂強度的物質，生產出一種無酚高性能的覆膜砂，同時這種物質的加入也提高了酚醛樹脂和烏洛托品的交聯速度和覆膜砂的熔點。

本發明的技術方案：一種無酚覆膜砂，其特征在于它由硅砂、酚醛樹脂、烏洛托品、硬脂酸鈣及含氨基的大分子物質制成；其中每100千克硅砂中，加入酚醛樹脂1.5～3.5千克，烏洛托品0.15～0.5千克，硬脂酸鈣0.1～0.4千克，助劑0.05～0.1千克。

上述所說的助劑為含氨基的大分子物質。

上述所說的含氨基的大分子物質為多乙烯多胺。

一種上述無酚覆膜砂的生產方法，其特征在于它由以下步驟構成：

(1)將硅砂加熱到140-160℃；

(2)在步驟(1)得到的硅砂中按照比例加入酚醛樹脂及助劑，混合均勻；

(3)在步驟(2)得到的產物中按照比例加入烏洛托品的水溶液，混合均勻；

(4)在步驟(3)得到的產物中按照比例加入硬脂酸鈣，混合破碎；

(5)過篩，得到無酚覆膜砂。

本發明的反應原理為：本發明加入的降低覆膜砂游離酚并提高砂芯性能的物質為含氨基的大分子物質，這類物質加入后可與游離酚發生反應，與樹脂中的游離酚結合；反應的生成物是具有一定化學反應活性的中間態物質，能提高覆膜砂強度。

本發明的優越性在于：(1)降低覆膜砂游離酚并提高砂芯性能的物質為含氨基的大分子物質與游離酚反應的生成物是具有一定化學反應活性的中間態物質，這種物質可以在制芯或造型熱固化反應中交聯成大分子，此種大分子具有不熔不融的特性，熱穩定性好，不會揮發出酚，減少了煙氣的產生；(2)本發明所生產出的覆膜砂在使用中增加了砂芯或砂型的強度和韌性，同時覆膜砂的熔點也得到了一定程度的提高，使砂芯的性能得到了大大改善。

(四)具體實施方式：

實施例1：一種無酚覆膜砂，其特征在于它由硅砂、酚醛樹脂、烏洛托品、硬脂酸鈣及多乙烯多胺制成；其中每100千克硅砂中，加入酚醛樹脂2千克，烏洛托品0.3千克，硬脂酸鈣0.2千克，多乙烯多胺0.08千克。

一種上述無酚覆膜砂的生產方法，其特征在于它由以下步驟構成：

(1)將硅砂加熱到150℃；

(2)在步驟(1)得到的硅砂中按照比例加入酚醛樹脂及多乙烯多胺，混合均勻；

(3)在步驟(2)得到的產物中按照比例加入烏洛托品的水溶液，混合均勻；

(4)在步驟(3)得到的產物中按照比例加入硬脂酸鈣，混合破碎；

(5)過篩，得到無酚覆膜砂。

上述所說的步驟(2)中多乙烯多胺的分子式為：

上述所說的(2)中多乙烯多胺與游離酚發生反應：

實施例2：一種無酚覆膜砂，其特征在于它由硅砂、酚醛樹脂、烏洛托品、硬脂酸鈣及多乙烯多胺制成；其中每100千克硅砂中，加入酚醛樹脂3千克，烏洛托品0.4千克，硬脂酸鈣0.3千克，多乙烯多胺0.09千克。

一種上述無酚覆膜砂的生產方法，其特征在于它由以下步驟構成：